Dərs vəsaiti Azərbaycan Dövlət Neft və Sənaye Universiteti təsdiq etmişdir. Əmr №01-I/18

BÖLMƏ 1. ƏSAS ANLAYIŞLAR VƏ KÜTLƏ MÜBADİLƏSİ QANUNLARI


1.1. Kütlə mübadiləsi proseslərinin kimya sənayesində rolu

Neft və təbii qaz, kimyəvi texnologiya proseslərində və qonşu sənaye sahələrində istifadə olunan xammalın və alınan məhsulların böyük əksəriyyəti komponentlər və ya fraksiyalar qarışığından ibarətdirlər.

Həmin qarışıqların tərkib hissələrinə ayrılması və ya onlardan təmiz komponentlərin, yəni təmiz əmtəə məhsullarının alınması kütlə mübadiləsi proseslərilə həyata keçirilir.
Müəyyən işçi şəraitlərdə maddənin diffuziya yolu ilə bir fazadan digər fazaya keçməsi kütlə mübadiləsi prosesi adlanır. Bu proseslərə rektifikasiya, absorbsiya-desorbsiya, ekstraksiya, adsorbsiya, qurutma və kristallaşdırma aiddirlər. Onların həyata keçirildikləri avadanlıqlara isə kütlə mübadiləsi avadanlıqları deyilir.
Qaynama temperaturları müxtəlif olan komponentlər qarışığının tərkib hissələrinə kobud ayrılması sadə distillə prosesi ilə aparıla bilər. Qaynama zamanı alçaq qaynama temperaturu olan komponent (alçaq qaynayan komponent – AQK) buxar halına keçir, yüksək qaynama temperaturu olan komponent (yüksək qaynayan komponent – YQK) isə maye halında qalır.
Qarşılıqlı həll olan qarışıqların keyfiyyətli ayrılması, yəni təmiz əmtəə məhsullarının alınması üçün rektiikasiya prosesindən istifadə edilir.
Rektifikasiya buxar və maye fazaların əksaxınlı çoxdəfəli qarşılıqlı təsirləri nəticəsində bircinsli qarışığın tərkibindəki maddələrə və ya maddələr qarışığına ayrılması prosesidir. Rektifikasiya prosesi kimya texnologiyasında böyük əhəmiyyətə malikdir. Rektifikasiya yolu ilə neftdən müxtəlif məhsullar: benzin, kerosin, dizel yanacağı, mazut, yağ fraksiyaları alınır. Katalitik krekinq prosesindən alınan qazlar rektifikasiyası ilə propan, butan və digər komponentlərə ayrılırlar.
Qarışığın tərkib hissələrinə rektifikasiya ilə ayrılması, onu təşkil edən komponentlərin qaynama temperaturlarının fərqlənməsi sayəsində mümkündür. Ən sadə halda – iki komponentdən ibarət olan qarışığın rektifikasiya ilə ayrılması zamanı AQK buxarlanaraq buxar fazaya keçir, YQK isə maye fazada qalır. Bu əməliyyatın çoxdəfəli təkrarlanması aparatın yuxarısından praktiki olaraq təmiz AQK-dən ibarət olan buxar fazanın, aşağısindan isə YQK olan maye qalığın alınmasını təmin edir.
Absorbsiya qaz və ya buxar qarışığından komponentin (komponentlər qarışığının) maye (absorbent) ilə seçici udulması nəticəsində ilk qarışığın ayrılması prosesidir. Absorbsiya prosesinin həyata keçirilməsinin mümkünlüyü qazların mayedə həll olmasına əsaslanır. Absorbsiya prosesi seçici (ancaq müəyyən komponent və ya komponentlər qrupunun udulması) və dönəndir. Bu da, onu ancaq qazların mayedə məhlullarının alınması məqsədilə deyil, həm də qaz və buxar qarışıqlarının tərkib hissələrinə ayrılması üçün tətbiq etməyə imkan verir. Sonuncu halda, qaz və ya buxar qarışığından bir və ya bir neçə komponentin seçici absorbsiyasından sonra, bu komponentlərin mayedən çıxarılması məqsədilə desorbsiya prosesi aparılır və beləliklə qarışığın ayrilması həyata keçirilir. Regenerasiya olunmuş absorbent isə yenidən absorbsiya prosesinə qaytarılır.
Absorbsiyaya misal olaraq, katalitik krekinq prosesində alınan karbohidrogen qazlarından ibarət olan qarışıqdan yağlı qazların absorbent tərəfindən udulması yolu ilə quru qazlardan ayrılmasını, tullantı qazlarından qiymətli məhsulların alınmasını və ya onların zərərsizləşdirilməsini, ammonyaklı suyun alınmasını və s. göstərmək olar.
Ayrı-ayrı komponentlərin və ya fraksiyaların maye və ya bərk maddələr qarışığından seçici həlledicilərin (ekstragentin) köməyilə çıxarılması ekstraksiya adlanır. Maye və bərk fazalar qarşılıqlı təsirdə olduqda, bərk cisimlərin ekstraksiyası, ancaq maye fazaların qarşılıqlı təsiri zamanı isə mayelərin ekstraksiyası həyata keçirilir. Kimya, neft emalı və qonşu sənaye sahələrində ekstraksiya prosesini üzvi və neft-kimya sintezi məhsullarının ayrılmasında, benzin fraksiyasından aromatik karbohidrogenlərin alınmasında, sürtgü yağı istehsalında, qarışıqdan nadir elementlərin çıxarılmasında, tullantı sularının təmizlənməsində və i.a. tətbiq edirlər.
Adsorbsiya prosesinin mahiyyəti buxar-qaz və ya maye mühitdən komponentlərin bərk uducunun səthilə seçici udulmasından ibarətdir. Sənayedə adsorbsiya prosesləri təbii qazların, havanın, katalıtık proseslərin qaz qarışıqlarının dərin qurudulmasında, ventilyasiya tullantılarının təmizlənməsində istifadə edilir. Adsorbsiya zamanı alınan qazlardan hidrogen sulfid, xlor, karbon-sulfid kənarlaşdırılır, karbohidrogen qazlarından benzin tutulur, maye mühitlərdən həlledicilər ayrılır, yağ və parafin təmizlənir.
Quru məhsullar alınması məqsədilə qurutma prosesi tətbiq edilir. Məsələn, qurutma prosesi katalızator və adsorbent istehsalında işlədilir.
Kristallaşma prosesi yağların parafinsizləşdirilməsi zamanı, kükürd, parafin və serezin istehsalında, ksilolların ayrılmasında istifadə olunur.
Kütlə mübadiləsi proseslərinin tam olmayan tətbiq sahələrinin sadalanması bu proseslərin köməyilə mühüm texnoloji məsələlərin həll edilməsinin və onların istehsalatda geniş yayılmasının göstəricisidir.